FR3139926A1 - Procédé de génération automatique d’architectures fonctionnelles de chaîne de traction pour un véhicule hybride - Google Patents
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Abstract
Titre : Procédé de génération automatique d’architectures fonctionnelles de chaîne de traction pour un véhicule hybride Procédé de génération automatique d’architectures fonctionnelles de système de chaîne de traction pour un véhicule hybride comprenant la génération automatique d’une pluralité de solutions d’architectures de chaînes de traction par l’intermédiaire d’arbres de décision génératifs, l’application d’un ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) propres aux véhicules hybrides à appliquer à la pluralité d’architectures générées et l’interruption de la génération d’au moins l’une des solutions d’architectures considérée lorsque ladite solution ne respecte pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s). Pas de figure pour l’abrégé.
Description
L’invention concerne un procédé de génération automatique d’architectures fonctionnelles de système HEV de chaîne de traction pour un véhicule à motorisation hybride. L’invention porte aussi sur un procédé de fabrication d’un véhicule automobile basé sur un tel procédé de génération d’architectures. L’invention porte encore sur un système de génération automatique d’architectures fonctionnelles de système HEV de chaîne de traction pour un véhicule hybride. L’invention porte encore sur un produit programme d’ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé de génération d’architectures.
Dans le domaine de l’automobile, particulièrement pour les véhicules à motorisation hybride, ou véhicules HEV, il peut être nécessaire de générer des solutions d’architectures de systèmes de chaîne de traction de manière automatique et éventuellement d’en effectuer une représentation, par exemple graphique et/ou mathématique.
La nature combinatoire du problème de conception de tels systèmes de chaînes de traction HEV demande d’énumérer et identifier les architectures faisables, c’est-à-dire fonctionnelles, pour trouver une solution optimale à un cahier des charges donné. Il est par exemple connu de mettre en œuvre des procédés de génération automatique d’architectures de chaînes de traction à partir de composants définis et de critères de sélection, lesdits critères visant à vérifier si une architecture générée est faisable. Un tel procédé vise ainsi dans un premier temps à établir un problème de satisfaction de contraintes, à savoir les critères, puis à résoudre un tel problème sur la base des composants fournis. Par exemple, le problème de satisfaction de contraintes peut être automatiquement formulé à partir d’un modèle descriptif du système comportant la décomposition hiérarchique des composants du système ainsi que des caractéristiques qui leurs sont propres, notamment des informations relatives aux types des ports traduisant des compatibilités de connexion entre les différents composants.
La nature combinatoire du problème de conception de tels systèmes de chaînes de traction HEV demande d’énumérer et identifier les architectures faisables, c’est-à-dire fonctionnelles, pour trouver une solution optimale à un cahier des charges donné. Il est par exemple connu de mettre en œuvre des procédés de génération automatique d’architectures de chaînes de traction à partir de composants définis et de critères de sélection, lesdits critères visant à vérifier si une architecture générée est faisable. Un tel procédé vise ainsi dans un premier temps à établir un problème de satisfaction de contraintes, à savoir les critères, puis à résoudre un tel problème sur la base des composants fournis. Par exemple, le problème de satisfaction de contraintes peut être automatiquement formulé à partir d’un modèle descriptif du système comportant la décomposition hiérarchique des composants du système ainsi que des caractéristiques qui leurs sont propres, notamment des informations relatives aux types des ports traduisant des compatibilités de connexion entre les différents composants.
Un inconvénient de tels procédés réside dans le fait qu’ils génèrent au préalable toutes les architectures possibles de système de chaîne de traction puis, soumettent l’ensemble des solutions obtenues aux critères, ou contraintes, précités. Il en résulte que l’exécution de tels procédés nécessite d’importantes puissances de calculs et prend un temps conséquent.
De tels inconvénients sont particulièrement vrais lorsque de tels procédés visent, en outre, à générer des représentations graphiques des solutions, notamment lorsque de telles représentations sont effectuées préalablement à la sélection des solutions fonctionnelles admissibles au sein de l’ensemble des solutions calculées.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte et vise à proposer un procédé de génération automatique d’architectures de chaînes de tractions pour véhicules hybrides permettant de résoudre les inconvénients précités d’une part et, de manière avantageuse, pouvant être modifié en cours d’exécution.
L’invention concerne un procédé de génération automatique d’architectures fonctionnelles de système HEV de chaîne de traction pour un véhicule hybride comprenant :
- une étape de renseignement des composants de la chaîne de traction;
- une étape de détermination d’un nombre total de connexions mécaniques en fonction de données relatives auxdits composants issues d’au moins une base de données et/ou d’au moins un élément de mémoire ;
- une étape de génération automatique, mise en œuvre par une unité de traitement, d’une pluralité de solutions d’architectures de systèmes HEV de chaînes de traction par l’intermédiaire d’un arbre de décision génératif comprenant autant de niveaux que de composants, chaque niveau étant généré successivement et correspondant à la sélection d’une connexion mécanique à appliquer pour l’un des composants ;
- au moins une étape d’application d’un ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) à appliquer à la pluralité de solutions d’architectures générées, mise en œuvre lors ou à l’issue d’au moins l’un des niveaux générés, et une étape d’interruption de la génération d’au moins l’une des solutions d’architectures considérée lorsque, lors ou à l’issue dudit niveau, ladite solution ne respecte pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s).
- une étape de renseignement des composants de la chaîne de traction;
- une étape de détermination d’un nombre total de connexions mécaniques en fonction de données relatives auxdits composants issues d’au moins une base de données et/ou d’au moins un élément de mémoire ;
- une étape de génération automatique, mise en œuvre par une unité de traitement, d’une pluralité de solutions d’architectures de systèmes HEV de chaînes de traction par l’intermédiaire d’un arbre de décision génératif comprenant autant de niveaux que de composants, chaque niveau étant généré successivement et correspondant à la sélection d’une connexion mécanique à appliquer pour l’un des composants ;
- au moins une étape d’application d’un ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) à appliquer à la pluralité de solutions d’architectures générées, mise en œuvre lors ou à l’issue d’au moins l’un des niveaux générés, et une étape d’interruption de la génération d’au moins l’une des solutions d’architectures considérée lorsque, lors ou à l’issue dudit niveau, ladite solution ne respecte pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s).
Notamment, le procédé comprend, lors ou à l’issue de chacun des niveaux générés, une étape d’application de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s), et une étape d’interruption de la génération d’au moins l’une des solutions d’architectures de la pluralité d’architectures lorsque, lors ou à l’issue d’un niveau généré, celle-ci ne respecte pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s).
En outre, le procédé peut comprendre une étape de représentation d’au moins une solution d’architecture par génération :
- d’une représentation mathématique, sous forme vectorielle, d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction, la dimension du vecteur correspondant au nombre de composants ;
- d’une représentation graphique d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction à partir des composants renseignés et du nombre de connexions mécaniques.
- d’une représentation mathématique, sous forme vectorielle, d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction, la dimension du vecteur correspondant au nombre de composants ;
- d’une représentation graphique d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction à partir des composants renseignés et du nombre de connexions mécaniques.
Egalement, le procédé peut comprendre :
- une étape d’actualisation d’au moins une représentation d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction mise en œuvre lors ou à l’issue d’au moins un niveau généré ; et/ou
- une étape d’interruption et/ou d’exclusion d’au moins une représentation d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction mise en œuvre lorsqu’il est détecté que ladite solution n’est pas fonctionnelle et/ou lorsqu’il est détecté que la génération de ladite solution est interrompue préalablement à l’exécution de l’ensemble des différents niveaux.
- une étape d’actualisation d’au moins une représentation d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction mise en œuvre lors ou à l’issue d’au moins un niveau généré ; et/ou
- une étape d’interruption et/ou d’exclusion d’au moins une représentation d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction mise en œuvre lorsqu’il est détecté que ladite solution n’est pas fonctionnelle et/ou lorsqu’il est détecté que la génération de ladite solution est interrompue préalablement à l’exécution de l’ensemble des différents niveaux.
Notamment, une valeur seuil de connexions mécaniques, correspondant au nombre maximum de connexions disponibles pour le composant considéré, peut être associé à chaque composant, la génération automatique d’une solution d’architecture étant interrompue lorsque, à l’issue d’un niveau généré, il est détecté que l’un des composants présente un nombre de connexions mécaniques supérieur à la valeur seuil de connexions mécaniques qui lui est propre.
Le procédé peut comprendre, lors de l’exécution du procédé, notamment à l’issue de la génération d’un niveau, une étape d’ajustement de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) par ajout, modification et/ou suppression d’au moins une contrainte.
L’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) peut comprendre au moins une contrainte définie en fonction de modes de roulage d’un véhicule hybrides à mettre en œuvre et/ou en fonction d’un type de système HEV visé, sélectionné parmi un système HEV en série, en parallèle ou une combinaison des deux.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un véhicule automobile hybride comprenant une phase de conception dudit véhicule dans laquelle au moins une solution d’architecture fonctionnelle de système de chaîne de traction est générée de manière automatique par une unité de traitement par l’intermédiaire du procédé de génération automatique d’architectures fonctionnelles de système HEV de chaîne de traction tel qu’exposé précédemment, et une phase d’assemblage d’un véhicule équipé d’une chaîne de traction selon ladite solution.
L’invention concerne encore un système de génération automatique d’architectures fonctionnelles de système HEV de chaîne de traction pour un véhicule hybride, le système comprenant des éléments matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé le procédé de génération automatique exposé précédemment, les éléments matériels comportant au moins une unité de traitement de données et une base de données et/ou un élément de mémoire comprenant au moins une liste d’une pluralité de composants, un nombre de connexions mécaniques qui leurs sont propres et/ou un ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s).
L’invention peut s’étendre à un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé de génération automatique précité lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. Alternativement ou additionnellement, le produit programme d’ordinateur peut être téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support de données lisible par un ordinateur et/ou exécutable par un ordinateur.
L’invention peut s’étendre à un support d’enregistrement de données, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme de mise en œuvre du procédé de génération automatique exposé plus haut ou à un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre ledit procédé.
L’invention concerner enfin un signal d'un support de données, portant le produit programme d'ordinateur ci-dessus.
D’autres détails, caractéristiques et avantages ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, à titre indicatif et non limitatif, en relation avec les différents exemples de réalisation illustrés sur les figures suivantes :
La est ordinogramme général d’un exemple d’exécution d’un procédé de génération automatique d’architectures fonctionnelles de système HEV de chaîne de traction pour un véhicule hybride selon l’invention.
La illustre un exemple de tableau récapitulatif d’un ensemble de connexions initialement disponibles pour des composants donnés.
La illustre un exemple de vecteur représentatif d’une solution d’architecture.
La illustre un exemple de représentation graphique d’architectures de système HEV définie par l’intermédiaire du procédé selon l’invention.
La illustre un exemple non limitatif de représentation graphique d’une solution non valide.
L’invention concerne un procédé et un système de génération automatique d’architectures fonctionnelles de système de chaîne de traction, aussi appelé système HEV, destiné à un véhicule hybride. Un tel véhicule peut être, par exemple, un véhicule particulier, un véhicule utilitaire, un camion ou un bus. Notamment, le véhicule considéré peut être un véhicule connecté et/ou autonome.
Les figures 1 à 4 illustrent des exemples, variantes ou étapes d’exécution d’un procédé de génération 100 automatique d’architectures fonctionnelles de système HEV de chaîne de traction pour un véhicule hybride. Le procédé de génération peut également être considéré comme étant un procédé de fonctionnement du système de génération selon l’invention.
On entend ici par une architecture « fonctionnelle », ou faisable, une architecture de système HEV qui, lorsqu’elle est équipée dans un véhicule, permet son fonctionnement. Particulièrement, on entend par « fonctionnelle » qu’une telle architecture répond à des contraintes imposées prédéfinies. De telles contraintes peuvent être des contraintes dites « classiques », nécessaires à l’obtention d’un système du type HEV tel que défini par l’Homme du métier et à son fonctionnement, comme le fait que le système HEV comprend au moins une source d’énergie thermique et une source d’énergie électrique ou encore qu’il comprend un chemin de puissance s’étendant entre au moins l’une desdites sources d’énergies, thermique et/ou électrique, et des roues du véhicule. Les contraintes considérées peuvent également être des contraintes particulières, telles que définies ci-après.
Le système de génération automatique comporte des éléments matériels et/ou logiciels aptes à mettre en œuvre, ou conçus pour mettre en œuvre le procédé de génération automatique selon l’invention, tel que davantage exposé ci-après.
Lesdits éléments matériels comportent au moins une unité de traitement de données et au moins une base de données et/ou au moins un élément de mémoire.
L’unité de traitement comprend au moins un calculateur comportant des ressources matérielles et logicielles et coopérant avec l’au moins un élément de mémoire et/ou l’au moins une base de données afin d’en extraire les informations relatives à des composants destinés à former le système HEV de chaîne de traction pour un véhicule hybride.
L’élément de mémoire et/ou l’au moins une base de données peut comprendre diverses informations telles qu’une ou plusieurs liste(s) de composants et/ou, tel que davantage exposé ci-après, un nombre de connexions mécaniques, ou ports, qui leurs sont propres et/ou des données relatives à des contraintes à imposer au système HEV de chaîne de traction. L’élément de mémoire peut, en outre, être un support d'enregistrement lisible par un ordinateur ou par le calculateur de l’unité de traitement comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par l’ordinateur ou le calculateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé tel que décrit ci-après.
De manière optionnelle, le système de génération peut comprendre et/ou coopérer avec un dispositif de représentation graphique et/ou mathématique, notamment un dispositif de représentation numérique et/ou apte à permettre une impression papier, d’au moins une solution d’architecture de système HEV résultant du procédé selon l’invention. Un tel dispositif de représentation est apte à recevoir des données transmises par l’unité de traitement.
Un mode d’exécution du procédé de génération 100 automatique d’architectures fonctionnelles de système de chaîne de traction pour un véhicule hybride selon l’invention est décrit ci-après en référence aux figures 1 à 4. De manière générale, le procédé selon l’invention est initié par une étape de renseignement E1 des composants du système HEV de la chaîne de traction.
On entend par « composants » des données d’entrées concernant aussi bien des composants motopropulseurs, oupowertrain, tels que les machines, ou moteurs, électriques et thermiques, que les composants mécaniques. Les composants mécaniques comprennent, de manière non limitative, des boîtes de vitesses, des transmissions finales, des embrayages et des connecteurs permettant de relier d’autres composants entre eux, notamment permettant de relier une machine électrique ou thermique à un arbre mécanique.
Les différents composants peuvent être sélectionnés à partir d’une ou plusieurs listes de composants enregistrés sur au moins une base de données, ou bibliothèque, de composants et/ou peuvent être sélectionnés parmi une ou plusieurs listes de composants enregistrés sur au moins un élément de mémoire tel que décrit plus haut.
L’unité de traitement exécute ensuite une étape de détermination E2 d’un nombre total de connexions mécaniquesN tot propre à un système HEV de chaîne de traction comprenant les composants préalablement définis. De manière classique, le nombre total de connexion mécaniquesN tot du système HEV est le résultat de la somme du nombre de connexion(s) mécanique(s)N x propre à chaque composant, divisé par deux. Le nombre total de connexions mécanique est extrait de l’au moins une base de données et/ou de l’au moins un élément de mémoire. En ce sens, l’étape de détermination E2 d’un nombre total de connexions mécaniquesN tot peut comprendre une sous-étape préalable de détection E21 d’un nombre de connexions mécaniques propre à chacun des composants renseignés, puis une sous-étape de calcul E22 du nombre total de connexions mécaniques sur la base des données détectées.
Dans l’exemple illustré, non limitatif, les composants renseignés sont les suivants :
- une machine électrique EM1 comprenant une connexion mécanique ;
- un moteur thermique ICE comprenant une connexion mécanique ;
- une boîte de vitesses GB comprenant deux connexions mécaniques ;
- une transmission finale FD comprenant une connexion mécanique ;
- un embrayage CL comprenant deux connexions mécaniques ; et
- un connecteur CN1, notamment un premier connecteur, comprenant trois connexions mécaniques.
- une machine électrique EM1 comprenant une connexion mécanique ;
- un moteur thermique ICE comprenant une connexion mécanique ;
- une boîte de vitesses GB comprenant deux connexions mécaniques ;
- une transmission finale FD comprenant une connexion mécanique ;
- un embrayage CL comprenant deux connexions mécaniques ; et
- un connecteur CN1, notamment un premier connecteur, comprenant trois connexions mécaniques.
La somme de l’ensemble des connexions mécaniques propres aux composants précités s’élève ainsi à dix connexions mécaniques, ou ports, à connecter, pour un nombre total de connexions mécaniquesN tot s’élevant à cinq.
L’unité de traitement exécute ensuite une étape de génération automatique E3 d’une pluralité de solutions d’architectures de systèmes HEV de chaînes de traction. Chacune desdites solutions est générée par l’intermédiaire d’un arbre de décision génératif. Chaque solution correspond ainsi à la définition, au sein d’un tel arbre, d’un cheminement correspondant à un enchaînement de sélection de branches qui lui est propre. On entend ici par « génératif » un principe d’intelligence artificielle génératif explicable générant des données au fur et à mesure de l’exécution d’un arbre de décision considéré, et non pas disposant de telles données initialement. Autrement dit, l’étape de génération automatique E3 d’une pluralité de solutions d’architectures comprend une pluralité de sous-étapes de génération E3’ d’une solution d’architecture de système HEV de sorte que l’exécution d’une pluralité des sous-étapes E3’ forme un ensemble d’une pluralité de solutions.
L’arbre de décision généré est propre aux composants définis. Il comprend ainsi l’ensemble des composants arrangés en différents niveaux, ou niveaux de décisions. Chaque arbre comporte ainsi autant de niveaux que de composants. On entend ici par « niveau » une intersection dans les branches de l’arbre de décision correspondant à une sous-étape de décision, autrement dit de sélection, d’une connexion mécanique à appliquer pour un composant considéré. Particulièrement, l’unité de traitement exécute la sélection d’au moins un indice de connexion, représentatif de la connexion mécanique à mettre en œuvre parmi une liste d’indices définis par le nombre total de connexions mécaniquesN tot préalablement calculé. Un tel principe de décision est répété à chaque niveau, c’est-à-dire pour chaque composant.
Chaque niveau est généré successivement de sorte que la connexion des différents composants est effectuée un composant après l’autre. Ainsi, chaque solution possible, fonctionnelle ou non, est générée par l’intermédiaire de l’arbre de décision propre aux composants définis de manière non statistique mais générative. Les données relatives à la sélection d’un indice de connexion mécanique pour un composant considéré sont ainsi générées au fil de l’évolution au sein de l’arbre de décision, un composant après l’autre et ne sont pas disponibles au début du procédé.
Le principe d’arbre de décision permet d’explorer l’ensemble des solutions possibles de systèmes HEV de chaînes de traction, fonctionnelles ou non, fixé par les composants, le nombre total de connexions mécaniques et le nombre de connexions mécaniques propre à chaque composant.
Notamment, tel qu’exposé précédemment, l’étape de génération automatique E3 d’une pluralité de solutions d’architectures comprend une pluralité de sous-étapes de génération E3’ d’une solution d’architecture de système HEV niveau par niveau. Notamment, l’étape de génération automatique E3 d’une pluralité de solution d’architectures de système HEV peut être mise en œuvre de sorte que, pour chaque solution, chaque sous-étape E3’ relative à une solution génère un niveau défini avant d’initier le niveau suivant pour tout ou partie de l’ensemble des différentes solutions. De la sorte, les différentes solutions sont générées niveau par niveau et maintenues à un niveau de rang égal au lieu de générer intégralement les différents niveaux d’une solution puis d’en faire de même pour une solution distincte.
Ainsi, pour un premier composant, l’arbre de décision permet d’envisager, dans un premier niveau, toutes les solutions de connexion mécaniques possibles. A partir des données ainsi générées, l’unité de traitement peut ensuite définir toutes les solutions de connexions mécaniques disponibles pour un deuxième composant, distinct du premier composant, à partir des solutions obtenues à l’issue du premier niveau relatif au premier composant. Un tel principe est répété pour chacun des composants de manière à former des niveaux de décision successifs.
La illustre un tableau récapitulatif de l’ensemble des connexions initialement disponibles pour les composants donnés plus haut tandis qu’un exemple d’une solution d’architecture, correspondant à la sélection de connexions mécaniques à chaque niveau, correspondant à un composant, sont soulignées. Dans l’exemple illustré dans le tableau, comprenant un nombre total de connexions mécaniques s’élevant à cinq, les différentes possibilités de connexion mécaniques sont représentées par un indice compris entre 0 et 4. L’exemple illustré comprend six composants et l’arbre de décision généré, non représenté, comprendra de ce fait six niveaux de décision. En ce sens, le principe d’arbre, représenté de manière schématique simplifié à la , s’appliquemutatis mutandisau présent exemple. La solution d’architecture de système HEV mise en avant ici définit les connexions suivantes :
- la connexion mécanique d’indice 0 connecte le moteur thermique ICE au premier connecteur CN1 ;
- la connexion mécanique d’indice 1 connecte la machine électrique EM1 au premier connecteur CN1 ;
- la connexion mécanique d’indice 2 connecte la transmission finale FD à la boîte de vitesse ;
- la connexion mécanique d’indice 3 connecte l’embrayage CL à la boîte de vitesses GB ;
- la connexion mécanique d’indice 4 connecte l’embrayage CL au premier connecteur CN1.
- la connexion mécanique d’indice 0 connecte le moteur thermique ICE au premier connecteur CN1 ;
- la connexion mécanique d’indice 1 connecte la machine électrique EM1 au premier connecteur CN1 ;
- la connexion mécanique d’indice 2 connecte la transmission finale FD à la boîte de vitesse ;
- la connexion mécanique d’indice 3 connecte l’embrayage CL à la boîte de vitesses GB ;
- la connexion mécanique d’indice 4 connecte l’embrayage CL au premier connecteur CN1.
Le procédé comprend, en outre une étape de définition E4 d’un ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) propres aux véhicules hybrides à appliquer à la pluralité d’architectures générées. Une telle étape peut être exécutée préalablement au renseignement des composants.
De manière avantageuse, tel que davantage exposé ci-après, du fait de la génération de chaque solution par l’intermédiaire d’un arbre de décision génératif, l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) peut également être modifié pendant l’exécution du procédé selon l’invention.
Les contraintes imposées définissent des critères à respecter afin d’obtenir des solutions d’architecture de système HEV fonctionnelles. Autrement dit, les contraintes permettent l’exclusion de solutions d’architectures de système HEV inadaptées ou non fonctionnelles alors que celles-ci sont générées. Les contraintes définies peuvent être des contraintes classiques, telles qu’exposées plus haut, relatives à la définition d’un système HEV, ou peuvent être des contraintes « particulières » imposées par le constructeur pour répondre à des besoins ou préférences qui lui sont propres. De manière non limitative, l’ensemble d’une ou plusieurs contraintes peut comprendre au moins l’un parmi les exemples de contraintes ci-après :
- le système doit comprendre au moins une machine électrique EM1 et un moteur thermique ICE, autrement dit, être un système HEV ;
- le système ne doit pas comprendre de boucle mécanique, c’est-à-dire une boucle fermée de composants mécaniques dont un exemple est illustré à la ;
- une boite de vitesse ne doit pas être connectée à deux embrayages CL ;
- deux embrayages CL en doivent pas être connectés en série ;
- la transmission finale FD ne doit pas être connectée directement à une source mécanique ;
- la solution doit comporter au moins un chemin de puissance entre la transmission finale FD et une source mécanique.
- le système ne doit pas comprendre de boucle mécanique, c’est-à-dire une boucle fermée de composants mécaniques dont un exemple est illustré à la
- une boite de vitesse ne doit pas être connectée à deux embrayages CL ;
- deux embrayages CL en doivent pas être connectés en série ;
- la transmission finale FD ne doit pas être connectée directement à une source mécanique ;
- la solution doit comporter au moins un chemin de puissance entre la transmission finale FD et une source mécanique.
Egalement, l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) peut comprendre au moins une contrainte définie en fonction d’un type de système HEV visé, c’est-à-dire selon si un système HEV en série, en parallèle ou une combinaison des deux est désiré.
Par exemple, dans le cas d’un système HEV en série, une contrainte à appliquer sera de disposer la machine électrique EM1 et le moteur thermique ICE en série. A l’inverse, dans le cas d’un système HEV en parallèle, une contrainte à appliquer sera de disposer la machine électrique EM1 et le moteur thermique ICE en parallèle l’un de l’autre.
Egalement, les contraintes à appliquer peuvent être relatives à la représentation du système HEV, tel que davantage détaillé ci-après. Par exemple, dans le cas d’un système HEV monté en série, une contrainte à appliquer peut être que la solution d’architecture ne soit représentée que par un maximum de deux sous-graphes.
Additionnellement ou alternativement, l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) peut comprendre au moins une contrainte définie en fonction de modes de roulage d’un véhicule hybrides à mettre en œuvre, par exemple la « propulsion électrique » avec ou sans mode « freinage régénératif », la « propulsion thermique » avec ou sans « assistance électrique à l’accélération » ou encore avec ou sans « recharge en phase de roulage », aussi qualifié de récupération d’énergie ou de freinage régénératif.
Le procédé selon l’invention est particulièrement configuré de sorte que l’unité de traitement exécute au moins une étape d’application E5 de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) tel qu’exposé plus haut. Une telle étape est mise en œuvre lors de l’exécution d’au moins l’un des niveaux générés.
Le procédé peut alors comprendre une étape d’interruption E6 de la génération d’au moins l’une des solutions d’architectures considérée lorsque, à l’exécution niveau, la solution d’architecture générée ne respecte pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s). Autrement dit, s’il est détecté que, au sein de l’arbre de décision, lors de la génération de l’un des niveaux de la solution d’architecture considérée, au moins l’une des contraintes prédéfinies à appliquer au système HEV n’est pas respectée, la génération de la solution peut être interrompue de manière prématurée, c’est-à-dire qu’elle peut être interrompue avant que la solution de l’architecture de système HEV ne soit intégralement générée. Lors de l’exécution du niveau de décision considéré, l’unité de traitement peut alors directement écarter des solutions ne respectant pas l’ensemble d’une ou plusieurs contraintes avant même l’achèvement du niveau considéré pour la solution considérée, c’est-à-dire avant même la sélection d’un choix de connexion mécanique pour le niveau, ou composant, considéré.
Un tel principe permet avantageusement de réduire la puissance de calcul requise, puisque la génération de solutions d’architecture de système HEV inadaptées, car ne respectant pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s), peut être interrompue avant que les solutions jugées non fonctionnelles ne soient achevées. De même, un tel principe permet de réduire le temps nécessaire à l’évaluation de la pertinence de l’ensemble des solutions d’architectures de système HEV possibles.
Selon une alternative de réalisation non représentée, l’au moins une étape d’application E5 de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) et l’au moins une étape d’interruption E6 de la génération d’au moins l’une des solutions d’architectures considérée peuvent être mises en œuvre à l’issue d’un niveau considéré pour chacune des solutions après l’achèvement du niveau considéré pour la solution considérée, c’est-à-dire après la sélection d’un choix de connexion mécanique pour le niveau, ou composant, considéré. En d’autres termes, l’ensemble des solutions disponibles pour le niveau considéré est alors généré puis cet ensemble est soumis à l’ensemble d’une ou plusieurs contraintes de manière à interrompre, et ainsi exclure, les solutions non fonctionnelles avant d’initier le niveau de décision suivant.
Par exemple, dans le cas de l’exemple illustré à la , discuté précédemment, un total de 125 000 solutions possibles peuvent être générées sur la base des composants sélectionnés. Parmi cet ensemble de solutions, un grand nombre ne représentent pas des solutions d’architectures fonctionnelles de système HEV. La représente un exemple non limitatif d’une solution non valide comportant une boucle mécanique qui sera écartée car ne respectant pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s). La définition de contraintes permet d’éviter de générer des solutions non fonctionnelles et ainsi d’interrompre la génération de la solution inadaptée dès lors que l’étape d’application E5 de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) est exécutée et qu’il est détecté que la contrainte relative aux boucles mécaniques est enfreinte.
L’au moins une étape d’application E5 de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) peut être exécuté lors d’un premier niveau, correspondant à la sélection d’une connexion mécanique pour un premier composant, ici la machine électrique EM1, d’un dernier niveau, correspondant à la sélection d’une connexion mécanique pour un dernier composant, ici le connecteur CN1, et/ou de tout niveau intermédiaire compris entre ceux-ci.
Avantageusement, le procédé selon l’invention peut comprendre une pluralité d’étapes d’application E5 de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s). Il en va de même pour l’étape d’interruption E6.
De manière particulière mais préférentielle, le procédé comprend une étape d’application E5 de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) mise en œuvre lors de chacun des niveaux générés. Similairement, une étape d’interruption E6 de la génération d’au moins l’une des solutions d’architectures de la pluralité d’architectures peut alors être mise en œuvre lors de chacun des niveaux générés lorsqu’il est détecté que celle-ci ne respecte pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s).
Alternativement, un tel principe s’appliquemutatis mutandisà l’issue de chaque niveau généré, tel qu’exposé plus haut.
Il est ainsi possible d’interrompre la génération d’une solution d’architecture considérée dès lors qu’il est détecté que l’architecture de système HEV qu’elle représente n’est pas fonctionnelle et ne respecte pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s).
Le procédé selon l’invention permet également, de manière avantageuse, la modification de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) pendant son exécution. Notamment lors, ou à l’issue, de la génération d’un niveau, le procédé peut comprendre une étape d’ajustement E7 de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) par ajout, modification et/ou suppression d’au moins une contrainte. Il en résulte que les contraintes appliquées à un arbre de décision peuvent être ajustées selon le besoin entre deux niveaux successifs.
De manière optionnelle, le procédé peut être configuré de sorte à associer à chaque composant une valeur seuil de connexions mécaniques, correspondant au nombre maximum de connexions disponibles pour le composant considéré. La génération automatique E3’ d’une solution d’architecture de système HEV peut alors être interrompue lorsque, lors, ou à l’issue d’un niveau généré, il est détecté que l’un des composants présente un nombre de connexions mécaniques supérieur à la valeur seuil de connexions mécaniques qui lui est propre. Autrement dit, le procédé selon l’invention permet l’exclusion de toutes solutions pour lesquelles il est détecté que le nombre de connexions mécaniques attribuées à l’un des composants est erroné.
En ce sens également, de manière optionnelle, le procédé peut être configuré de sorte à associer à chaque connexion mécanique une valeur seuil de nombres de composants pouvant être associés à ladite liaison, correspondant au nombre maximum de composants pouvant se voir attribuer l’indice relatif à la connexions mécanique considérée. La génération automatique E3’ d’une solution d’architecture de système HEV peut alors être interrompue lorsque, lors ou à l’issue d’un niveau généré, il est détecté que l’une des connexions mécaniques implique un nombre de composants supérieur à la valeur seuil de composants qui lui est propre. Autrement dit, le procédé selon l’invention permet l’exclusion de toute solution d’architecture de système HEV pour laquelle il est détecté qu’un nombre erroné de composants est a été associé à une connexion mécanique considérée. En effet, si un trop grand nombre de composants est associé à l’une des connexions mécaniques, par exemple la connexion mécanique d’indice 0 décrite précédemment, l’une des autres connexions mécaniques, c’est-à-dire l’une des connexion d’indice 1 à 4 restante, présentera, à l’issue de l’exécution de l’ensemble des niveaux, un nombre de connexions mécaniques inférieur à ce qui serait nécessaire pour l’obtention d’une solution fonctionnelle. Un tel principe permet ainsi avantageusement d’interrompre la génération d’une solution d’architecture de système HEV dès qu’il est détecté que la solution ne sera pas fonctionnelle, sans attendre l’exécution totale des différents niveaux de l’arbre de décision.
Selon une alternative non représentée, le procédé peut mettre en œuvre, lors ou à l’issue de tout ou partie des niveaux générés, une sous-étape d’actualisation des connexions mécaniques disponibles, c’est-à-dire pouvant être encore sélectionnées pour un composant défini. L’unité de traitement peut alors être configurée pour détecter si un indice défini, propre à une connexion mécanique, a ou non été préalablement sélectionné pour un ou plusieurs composants propres à des niveaux de l’arbre de décision déjà générés. La génération automatique E3’ d’une solution d’architecture de système HEV peut alors être interrompue lorsque, à l’issue d’un niveau généré, il est détecté que l’une des connexions mécaniques implique une connexion mécanique non disponible. Par exemple, une connexion mécanique est qualifiée de « non disponible » lorsqu’elle a préalablement été associée à plus de deux composants.
Avantageusement, tel qu’illustré aux figures 1, 3 et 4, le procédé peut, en outre, comprendre au moins une étape de représentation E8 d’au moins une solution d’architecture de système HEV de chaîne de traction, notamment au moins une solution fonctionnelle.
Selon un exemple d’exécution du procédé selon l’invention, l’unité de traitement peut transmettre les données relatives à au moins une solution d’architecture de système HEV à un dispositif de représentation, par exemple de représentation numérique, tel qu’exposé plus haut de sorte que ce dernier met en œuvre une étape de génération d’une représentation mathématique E81, sous forme vectorielle, d’au moins ladite solution d’architecture de chaîne de traction.
La illustre un exemple de vecteur représentatif de la solution d’architecture discutée précédemment en référence à la . Dans une telle représentation vectorielle, les dimensions du vecteur correspondent au nombre de composants tandis que les coordonnées du vecteur représentent les indices des connexions mécaniques appliquées aux différents composants.
Sur la base du tableau illustré à la , la première coordonnée indique l’indice de la connexion mécanique, ici la connexion mécanique d’indice 1, sélectionnée pour le premier composant, ici la machine électrique EM1. Il en va de même pour les coordonnées suivantes, la deuxième coordonnée étant ici associée au moteur thermique ICE, la troisième coordonnée étant associée à la transmission finale FD, la quatrième coordonnée étant relative à la boîte de vitesses GB, la cinquième à l’embrayage CL et la sixième au premier connecteur CN1.
Les coordonnées du vecteur et les indices des connexions mécaniques appliqués aux différents composants fournissent ainsi une représentation simplifiée d’une solution d’architecture obtenue par l’intermédiaire de l’arbre de décision.
Alternativement ou additionnellement, le procédé selon l’invention peut comprendre une étape de représentation graphique E82 d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction à partir des composants renseignés et du nombre de connexions mécaniques. La illustre un exemple de représentation graphique d’architectures de système HEV définie par l’intermédiaire du procédé selon l’invention. Au moins une solution peut être représentée sous forme d’un graphique comprenant des nœuds, définissant les différents composants de l’architecture de système HEV, et des liaisons reliant lesdits nœuds entre eux, correspondant aux connexions mécaniques entre ces composants.
Selon un exemple d’exécution préférentiel, l’étape de représentation E8, mathématique E81 et/ou graphique E82, d’au moins une solution d’architecture de système HEV peut être mise en œuvre lorsque l’ensemble des niveaux d’un arbre de décision sont exécutés. En ce sens, l’étape de représentation E8 peut être exécutée après la génération E3 de l’ensemble des niveaux de l’arbre de décision relatif à au moins une solution. Notamment, l’exécution de l’étape de représentation E8 peut être conditionnée au fait que l’architecture générée est une architecture fonctionnelle, répondant à l’ensemble d’une ou plusieurs contraintes. Un tel principe permet avantageusement d’optimiser la puissance de calcul et le temps requis par le dispositif de représentation et/ou l’unité de traitement pour générer les représentations désirées en limitant la représentation aux solutions fonctionnelles et/ou les plus abouties.
Alternativement, l’étape de représentation E8, mathématique E81 et/ou graphique E82, d’au moins une solution d’architecture de système HEV peut être mise en œuvre concomitamment à la génération des différents niveaux de l’arbre de décisions relatif à la solution considérée. La représentation est alors effectuée et/ou actualisée au fil de l’exécution du procédé, la génération d’une représentation relative à une solution d’architecture étant interrompue lorsque la génération de ladite solution est interrompue selon l’une quelconque des conditions définies ci-dessus. De la sorte, de manière préférentielle, seules les représentations de solutions fonctionnelles peuvent être conservées, c’est-à-dire les solutions pour lesquelles l’ensemble des niveaux de l’arbre de décision ont été exécutés et respectant l’ensemble de l’une ou plusieurs contrainte(s).
En ce sens, le procédé peut comprendre, selon un exemple de réalisation non représenté :
- une étape d’actualisation d’au moins une représentation, mathématique et/ou graphique, d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction mise en œuvre lors ou à l’issue d’au moins un niveau généré pour une solution considérée ; et/ou
- une étape d’interruption et/ou d’exclusion d’au moins une représentation d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction mise en œuvre lorsqu’il est détecté que ladite solution n’est pas fonctionnelle et/ou lorsqu’il est détecté que la génération de ladite solution est interrompue préalablement à l’exécution de l’ensemble des différents niveaux.
- une étape d’actualisation d’au moins une représentation, mathématique et/ou graphique, d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction mise en œuvre lors ou à l’issue d’au moins un niveau généré pour une solution considérée ; et/ou
- une étape d’interruption et/ou d’exclusion d’au moins une représentation d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction mise en œuvre lorsqu’il est détecté que ladite solution n’est pas fonctionnelle et/ou lorsqu’il est détecté que la génération de ladite solution est interrompue préalablement à l’exécution de l’ensemble des différents niveaux.
De manière avantageuse, tout ou partie de l’ensemble des différentes représentations générées, c’est-à-dire les représentations mathématiques et/ou graphiques relatives à la ou les solution(s) d’architecture(s) de système HEV générées, notamment la ou les solution(s) d’architecture(s) de système HEV fonctionnelles générées, peuvent être enregistrées et/ou stockées sur une base de données et/ou une élément de mémoire numérique.
L’invention concerne encore un procédé de fabrication 200 d’un véhicule automobile hybride. Un tel procédé comprend, dans un premier temps, une phase de conception P1 dudit véhicule dans laquelle au moins une solution d’architecture fonctionnelle de système HEV de chaîne de traction est générée de manière automatique par une unité de traitement par l’intermédiaire du procédé de génération 100 tel qu’exposé plus haut. Notamment, lorsqu’une pluralité de solutions fonctionnelles sont identifiées à l’issue du procédé de génération, une étape de sélection, manuelle ou automatisée, d’une unique solution fonctionnelle peut être mise en œuvre. Le procédé de fabrication 200 d’un véhicule comprend ensuite une phase d’assemblage P2 d’un véhicule équipé d’une chaîne de traction selon ladite solution.
La présente invention propose ainsi un procédé de génération automatique d’architectures fonctionnelles de système de chaîne de traction pour un véhicule hybride permettant avantageusement d’optimiser le temps et la puissance de calcul requis tout en permettant l’évaluation de l’ensemble des solutions d’architectures possibles sur la base d’un nombre de composants définis. L’invention permet en outre la génération optimisée de représentation mathématiques et/ou graphiques des différentes solutions, notamment des solutions d’architectures fonctionnelles, de manière à assurer la simplicité de compréhension des différentes solutions d’architecture.
La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens dans la mesure où ils remplissentin fineles fonctionnalités décrites et illustrées dans le présent document.
Claims (10)
- Procédé de génération automatique (100) d’architectures fonctionnelles de système HEV de chaîne de traction pour un véhicule hybride comprenant :
- une étape de renseignement (E1) des composants de la chaîne de traction;
- une étape de détermination (E2) d’un nombre total de connexions mécaniques (Ntot) en fonction de données relatives auxdits composants issues d’au moins une base de données et/ou d’au moins un élément de mémoire ;
- une étape de génération automatique (E3), mise en œuvre par une unité de traitement, d’une pluralité de solutions d’architectures de systèmes HEV de chaînes de traction par l’intermédiaire d’un arbre de décision génératif comprenant autant de niveaux que de composants, chaque niveau étant généré successivement et correspondant à la sélection d’une connexion mécanique à appliquer pour l’un des composants ;
- au moins une étape d’application (E5) d’un ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) à appliquer à la pluralité de solutions d’architectures générées, mise en œuvre lors ou à l’issue d’au moins l’un des niveaux générés, et une étape d’interruption (E6) de la génération d’au moins l’une des solutions d’architectures considérée lorsque, lors ou à l’issue dudit niveau, ladite solution ne respecte pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s). - Procédé de génération automatique (100) d’architectures fonctionnelles de système de chaîne de traction selon la revendication précédente, comprenant, lors ou à l’issue de chacun des niveaux générés, une étape d’application (E5) de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s), et une étape d’interruption (E6) de la génération d’au moins l’une des solutions d’architectures de la pluralité d’architectures lorsque, lors ou à l’issue d’un niveau généré, celle-ci ne respecte pas l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s).
- Procédé de génération automatique (100) d’architectures fonctionnelles de système de chaîne de traction selon l’une des revendications précédentes comprenant, en outre, une étape de représentation (E8) d’au moins une solution d’architecture par génération :
- d’une représentation mathématique (E81), sous forme vectorielle, d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction, la dimension du vecteur correspondant au nombre de composants ;
- d’une représentation graphique (E82) d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction à partir des composants renseignés et du nombre de connexions mécaniques. - Procédé de génération automatique (100) d’architectures fonctionnelles de système de chaîne de traction selon la revendication précédente, comprenant :
- une étape d’actualisation d’au moins une représentation d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction mise en œuvre lors ou à l’issue d’au moins un niveau généré ; et/ou
- une étape d’interruption et/ou d’exclusion d’au moins une représentation d’au moins une solution d’architecture de chaîne de traction mise en œuvre lorsqu’il est détecté que ladite solution n’est pas fonctionnelle et/ou lorsqu’il est détecté que la génération de ladite solution est interrompue préalablement à l’exécution de l’ensemble des différents niveaux. - Procédé de génération automatique (100) d’architectures fonctionnelles de système de chaîne de traction selon l’une des revendications précédentes, dans lequel une valeur seuil de connexions mécaniques, correspondant au nombre maximum de connexions disponibles pour le composant considéré, est associé à chaque composant, la génération automatique (E3, E3’) d’une solution d’architecture étant interrompue lorsque, à l’issue d’un niveau généré, il est détecté que l’un des composants présente un nombre de connexions mécaniques supérieur à la valeur seuil de connexions mécaniques qui lui est propre.
- Procédé de génération automatique (100) d’architectures fonctionnelles de système de chaîne de traction selon l’une des revendications précédentes, comprenant, lors de l’exécution du procédé, notamment à l’issue de la génération d’un niveau, une étape d’ajustement (E7) de l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) par ajout, modification et/ou suppression d’au moins une contrainte.
- Procédé de génération automatique (100) d’architectures fonctionnelles de système de chaîne de traction selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s) comprend au moins une contrainte définie en fonction de modes de roulage d’un véhicule hybrides à mettre en œuvre et/ou en fonction d’un type de système HEV visé, sélectionné parmi un système HEV en série, en parallèle ou une combinaison des deux.
- Procédé de fabrication (200) d’un véhicule automobile hybride comprenant une phase de conception (P1) dudit véhicule dans laquelle au moins une solution d’architecture fonctionnelle de système de chaîne de traction est générée de manière automatique par une unité de traitement par l’intermédiaire d’un procédé (100) de génération automatique d’architectures fonctionnelles selon l’une des revendications précédentes, et une phase d’assemblage (P2) d’un véhicule équipé d’une chaîne de traction selon ladite solution.
- Système de génération automatique d’architectures fonctionnelles de système HEV de chaîne de traction pour un véhicule hybride, le système comprenant des éléments matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé de génération automatique selon l’une des revendications 1 à 7, les éléments matériels comportant au moins une unité de traitement de données et une base de données et/ou un élément de mémoire comprenant au moins une liste d’une pluralité de composants, un nombre de connexions mécaniques qui leurs sont propres et/ou un ensemble d’une ou plusieurs contrainte(s).
- Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112906135B (zh) * | 2021-03-16 | 2022-02-25 | 吉林大学 | 一种用于重型商用车混合动力系统的构型拓扑生成方法 |
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